3D打印房屋技术如何选择材料和抗震性两点拳

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2019年05月05日17:03 家居装修资讯

近年来,随着人力成本,安全、环保等方面的要求不断提升,建筑业 传统建造方式 的各种弊端也日趋显现。由此,代表该行业未来发展的 3D打印房屋 技术则成为了社会关注的焦点。

基于此,各种不同概念的 3D打印房屋 技术一时间纷纷亮相:有打印整体房屋的,有打印部份房屋部件的,有打印单体空间的。在打印的原材料方面,也可谓五花八门,普通标号水泥、石膏、矿山废物、垃圾再处理 那末,对建筑施工企业而言,该如何选择即能满足施工要求,又能符合国家建筑领域相干施工规范和标准的 3D打印房屋 技术呢?接下来,笔者就从两个维度来进行分析。

3D打印房屋 技术的根本 打印原材料!

一只巨大的喷头像奶油裱花一样源源不断喷出 油墨 ,而 油墨 层层叠出的就是建筑的墙体 这个就是 3D打印房屋 技术的基本施工场景,而其中的 油墨 就是建筑的原材料。

( 3D打印房屋 技术的基本施工场景)

近日,有媒体曾曝出,某企业宣称能在24小时内就整体打印出一套房子。那末,如此 速建而成 的建筑,它的打印原材料会是什么呢?

首先,可以肯定的是,24小时就能整体打印好的建筑,所使用的一定不是当前世界各国普遍认可的 普通标号水泥 !由于,普通水泥的初凝时间是180分钟也就是3个小时,而且水泥在24小时之内不可能完全固化。

因此,该建筑可能使用的只有以下几种材料:第一,就是有良好的快干及一定强度的 石膏 。不过,石膏吸水率较高,容易变质等缺点对房屋的结构性有着很大的影响。其次,就是通过强碱激起水泥强度的 快干水泥 ,这种水泥虽然干的快,但后期粉化很严重。除此之外,就是各种矿山尾料、建筑垃圾等再生材料,但因这些材料在成份方面的不确定,不管在环保还是耐久性方面,一直没有获得国家相关政策的认可。

由此可见,要想打印出符合现有国家建筑领域相关施工规范和标准的建筑,在原材料方面,最稳妥的还是我们常见的 普通混凝土 。

众所周知, 普通混凝土 的构成是水泥、水、砂和大颗粒的石子。然而,由于技术的局限性,目前国际上的 3D打印房屋 领域的相关企业,基本只能使用 小颗粒细骨料 作为打印原材料,也就是我们上述所说的石膏、粉末状再生材料等。目前,在全球范围内,能够实现以 普通标号钢筋混凝土 作为打印原材料,所生产的3D打印机 喷头 可喷出带有石子的 大颗粒重骨料混凝土 的企业只有一家!而这家企业就是来自中国的北京华商陆海科技有限公司(简称:华商陆海)。

整体打印的施工工艺,抗震性更高!

尽人皆知,衡量建筑能否达标的关键因素就是抗震性,也就是我们经常所说的 是否坚固 !在 3D打印房屋 领域,目前主要分为 整体打印 和 预制打印 两种施工工艺。其中,预制打印的主要工艺就是将事先做好的梁、板、柱、墙等建筑构件,通过像搭积木的方式,在施工现场进行拼合。这种工艺方法,门坎较低,所拼合的 乐高式 建筑,在结构稳定性和抗震性有着很大的安全隐患。

相比之下,基于 3D整体打印 技术所建造的房屋,因其 一体化 的稳定结构方式,在 抗震性 方面甚至超过了传统工艺建造的建筑。但是,这类技术手段却因其复杂的 工序流程 及庞大的 装备结构 ,目前在世界范围内能够实现的企业也可谓 凤毛麟角 。不过可喜的是,我们刚提到的 全球唯一一家实现以 普通标号的钢筋混凝土 作为打印原材料 的华商陆海便是该领域的全球佼佼者。

2018年10月,华商陆海历时2个月,成功打印出了一座面积超过600平米的 新温莎城堡 。据该企业相干技术人员介绍,该建筑如按传统的建筑工艺最少需9个月的建设周期,而使用华商陆海 直接浇灌成型 技术的3D打印设备后,实际施工周期缩短到了短短的2个月。在大幅缩短建筑周期的同时,在人工和建筑材料方面,也比传统建筑工艺节省了60%以上。在建筑验收环节, 新温莎城堡 完全符合现有的国家施工规范和标准!

(华商陆海使用 整体打印 技术而建的新温莎城堡)

据了解,能够整体出如此大体量的建筑,所使用的装备就是华商陆海自主研发的 龙门式建筑3D打印机 。这款大型打印设备不仅能够打印平房、别墅等 单户住宅建设 ,同时还能打印如高层公寓、大型商业建筑、桥梁等 多户住宅建设 和 基础设施建设 。

而在本钱方面,华商陆海 龙门式建筑3D打印机 单台从几十万到数千万的企业定制化价格,是大多数建筑企业所能接受的,而基于智能化的编程工序,建筑工人学习 3D建筑打印 技术门坎也大幅下落,为建筑企业新技术人材的储备提供了更大的空间。

(华商陆海 龙门式建筑3D打印设备 )

在实现了各类建筑整体打印的同时,华商陆海在2019年伊始,还推出了基于 单体建筑 装配工艺的 3D装配式建筑 产业版块。

据了解,这类主要针对私宅及中小型公寓修建和改造的新建筑方式,以 竖着建、横着用 的产品理念,不仅可满足置业者的实际居住需求,同时在建筑的抗震性方面更是实现了与 整体房屋打印 同样的标准等级。

据建筑领域相干学者分析,华商陆海这种 竖着打印、横着使用 的理念,是全球 3D装配式建筑 当前最好的解决方案。由于,不管是一个单体卧室,还是单体客厅或厨房,每个整体功能性房间通过 竖着打印 的建造场景,可更好的夯实结构密度,从而增强单体建筑的抗震性;然后再 横着用 的使用场景中,以扩大单体建筑的受力面积,增强了整体建筑的稳定性。另外,值得关注的是,在装配的进程中,通过四个吊点就能把几吨乃至几十吨重的单体功能建筑吊装起来,这样超强的结构稳定性,也只有华商陆海独有的以 普通标号的钢筋混凝土 作为打印原材料的技术优势才能实现。因此,这种甚至可称之为 抗震掩体 的建筑是值得居住者信赖的。

综上所述,笔者认为对于 3D打印房屋 技术的直接受益方 建筑企业而言,在选择该技术的供应商过程中,应屏蔽如 24小时 、 1000元/平米建造本钱 等噱头,而更多的去了解如打印原材料以及打印建筑结构的抗震性。由于,无论是基于法律约束还是企业,建筑的质量及合标性都是最关键的。

相应的,对于 3D打印房屋 技术的输出方,也都应如 华商陆海 一样从建筑企业和居住者的角度动身,通过踏踏实实的技术研发和实践,并以此打印出真正能 居住 的房子,这才是一个企业和义务,这样的成果同时也能够给企业带来丰富的市场回报。

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